QT软件开发设计模式-观察者模式

1. 背景与目标

在 Qt 桌面软件开发中，界面刷新、状态同步、定时更新等场景往往存在一对多通知关系。本模块将项目中的观察者逻辑抽象为独立能力，目标是：

解耦"事件发布者"和"界面更新者"
提供可复用的注册/通知/解绑机制
支持通知前后钩子，便于扩展业务流程
支持互斥控件保护，适配寄存器同步类场景

2. 观察者模式在本模块中的落地

观察者模式核心思想是：

Subject 维护观察者列表
状态变化时 Subject 主动通知所有观察者
Observer 在回调中执行各自更新逻辑

本模块将这一过程封装为三个核心角色：

SubjectWidgetModule：通用发布者（注册/反注册/通知）
ObserverWidgetModule：通用观察者基类（绑定/解绑/更新入口）
SyncByRegSubjectModule：带互斥控件保护的发布者扩展

3. 模块结构

modules/observer_module/observer_module.h
modules/observer_module/observer_module.cpp
modules/observer_module/example_usage.cpp

4. 核心接口说明

4.1 SubjectWidgetModule

主要职责：

维护观察者列表（线程安全）
分配唯一观察者 ID
执行通知流程

关键接口：

quint32 addObserver(QWidget *widget, ObserverCallback callback, void *context = nullptr)
bool removeObserver(quint32 observerId)
void clearObservers()
void notify()

设计要点：

notify() 内部先复制快照再遍历，避免回调中增删订阅导致遍历失效
提供 onBeforeNotify() / onAfterNotify() 钩子，支持模板方法扩展

4.2 ObserverWidgetModule

主要职责：

封装绑定和解绑生命周期
向业务子类暴露统一更新入口 onUpdate()

关键接口：

bool bind(SubjectWidgetModule *subject, QWidget *widget)
void unbind()
virtual void onUpdate(QWidget *widget) = 0

设计要点：

析构时自动 unbind()，降低资源泄漏和悬挂订阅风险
unbind() 幂等，可重复调用

4.3 SyncByRegSubjectModule

主要职责：

在通知前后自动执行互斥控件控制

依赖接口：

IExclusiveWidgetController

行为：

通知前调用 disableWidgets()
通知后调用 enableWidgets()

5. 快速使用示例

复制代码

#include "modules/observer_module/observer_module.h"

using namespace observer_module;

class MyObserver : public ObserverWidgetModule {
protected:
    void onUpdate(QWidget *widget) override
    {
        Q_UNUSED(widget);
        // 在这里执行 UI 或模型更新
    }
};

void demo(QWidget *target)
{
    SubjectWidgetModule subject;
    MyObserver observer;

    observer.bind(&subject, target);
    subject.notify();
    observer.unbind();
}

6. 互斥控件场景示例

复制代码

#include "modules/observer_module/observer_module.h"

using namespace observer_module;

class MyExclusiveController : public IExclusiveWidgetController {
public:
    void disableWidgets() override
    {
        // 通知前禁用控件
    }

    void enableWidgets() override
    {
        // 通知后恢复控件
    }
};

void demoSync(QWidget *target)
{
    MyExclusiveController controller;
    SyncByRegSubjectModule subject(&controller);

    quint32 id = subject.addObserver(
        target,
        [](QWidget *widget, void *context) {
            Q_UNUSED(context);
            Q_UNUSED(widget);
            // 执行寄存器读取并刷新界面
        });

    subject.notify();
    subject.removeObserver(id);
}

7. 与原项目类映射关系

Subject_widget -> SubjectWidgetModule
Observer_widget -> ObserverWidgetModule
Subject_sync_ui_by_reg -> SyncByRegSubjectModule

8. 工程集成方式

将以下文件加入 .pro：

复制代码

SOURCES += \
    modules/observer_module/observer_module.cpp

HEADERS += \
    modules/observer_module/observer_module.h

如需复用现有 Exclusive_widget_mgr，可增加一个适配器：

复制代码

class ExclusiveWidgetMgrAdapter : public observer_module::IExclusiveWidgetController {
public:
    explicit ExclusiveWidgetMgrAdapter(Exclusive_widget_mgr *mgr) : mgr_(mgr) {}

    void disableWidgets() override
    {
        if (mgr_) {
            mgr_->disable_exclusive_widgets();
        }
    }

    void enableWidgets() override
    {
        if (mgr_) {
            mgr_->enable_exclusive_widgets();
        }
    }

private:
    Exclusive_widget_mgr *mgr_ = nullptr;
};

9. 适用场景与收益

适用场景：

多个控件同步同一数据源
定时刷新 UI
一处状态变化触发多处联动更新

收益：

降低模块耦合度
提升可维护性和可测试性
统一通知流程，减少重复代码